​​Современный взгляд на уровни RAID

В комментариях к предыдущей заметке читатели задавали вопросы, а какие уровни RAID и какие технологии его построения актуальны сейчас.

Давайте разбираться. Последние годы совершили настоящую революцию в системах хранения благодаря твердотельным накопителям и NVMe. Теперь если нам нужен быстрый диск – мы просто берем быстрый диск.

А благодаря снижению их стоимости SSD и NVMе стали действительно доступны даже в бюджетных конфигурациях. При этом даже самый простой бюджетный SATA SSD по своим параметрам превосходит любой жесткий диск.

Жесткие диски все еще остались на рынке, но ушли в нишу холодного хранения данных. А эта область имеет свои особенности. Скорость записи там не так важна, как объемы хранения и стоимость этого хранения, при допустимой надежности.

Аппаратные контроллеры, когда-то это считалось круто. Умные, со своим процессором, умеющие быстро рассчитывать четность они были незаменимыми при построении таких массивов как RAID5/6.

В современных условиях с этими задачами прекрасно справится процессор, даже самый простой и даже не заметит этой нагрузки.

Другой аргумент – «батарейка», но батарейка обслуживает исключительно внутренний кеш контроллера и позволяет ему ускорить запись, отвечая системе, что все уже записано, хотя на самом деле данные еще в кеше. А сейчас мы просто можем взять быстрые диски. Про надежность – это тоже не к батарейке, а к режимам кеширования.

А вот недостатков выше крыши. Если у вас сгорел контроллер, то вам нужен второй такой же контроллер. Таже нельзя просто так перенести массив на другую аппаратную платформу. Переносить придется либо с контроллером, либо тупо переливать данные.

Программные решения позволяют всего этого избежать и предоставляют гораздо больше удобства, универсальности и иных современных плюшек. Причем для этого вам не придется менять контроллер, достаточно будет просто обновить ПО.

А что у нас остается по уровням? Помним, что если нам нужна скорость, то просто берем быстрые диски. Но одиночный диск может отказать, поэтому добавляем второй, в зеркало.

Надо что-то еще? А зачем? Собирать на SSD массивы вроде RAID 10 и т.п. лишено смысла, всегда можно взять более быстрые диски. А в случае с NVMe ограничивающими факторами будут уже не диски, а, например, пропускная способность сети.

Построение RAID 5/6 на твердотельных накопителях также лишено всякого смыла, так как это кратно увеличит Write amplification (WA) диска. Которое, как мы помним, никогда не будет равно единице и сильно зависит от конфигурации системы и внешних факторов.

Теперь считаем пенальти только по записи: для RAID 5 это будет два (запись данных, запись четности), для RAID 6 – три (запись данных, запись четности 1, запись четности 2). Таким образом, если одиночный диск у нас работал с WA равным пяти, то объединив диски в массив мы получим WA от 10 до 15, что крайне негативно скажется на их ресурсе.

Таким образом для SSD вредны любые массивы с четностью, в том числе современные RAID-Z ZFS.

В тоже время они остаются полезными при построении больших массивов из жестких дисков, когда нам нужно организовать максимальную емкость хранения при минимальных издержках. Для систем холодного хранения скорость не так важна, а при необходимости этот вопрос можно решить SSD-кешированием.

Но здесь остро стоит вопрос надежности. При использовании дисков общего назначения параметр неисправимых ошибок чтения - URE (Unrecoverable Read Error) – составит 1 ошибка на 12,5 ТБ.

Появление такой ошибки при ребилде равнозначно выходу из строя еще одного диска, что полностью разрушит массив RAID 5. Поэтому построение и использование массивов RAID 5 в современных условиях недопустимо.

Что остается? RAID 6, RAID-Z, проприетарные уровни RAID – но все это не про скорость, а про объем и эффективность хранения.

Нужна скорость? Берем быстрые NVMe диски.